Toen zo’n 25 jaar geleden het menselijke genoom was uitgelezen, werd gesteld dat we daarmee het boek van het leven zouden hebben ontcijferd. Niet bleek minder waar te zijn. Het kon natuurlijk niet uitblijven dat ‘we’ in de tijden waarin kunstmatige intelligentie (ki) razend populair is en bijkans geen wetenschappelijk artikel meer kan worden geschreven zonder, dat we die technologie erbij halen om te weten te komen hoe het DNA nou werkelijk in elkaar steekt. Bio-informatici van DeepMind gebruikten AlphaGenome om te voorspellen wanneer, waar en hoe individuele genen worden in- of uitgeschakeld en vele andere hoedanigheden van het erfgoed. Dat zou een ongekend inzicht opleveren in welke delen van het genoom worden afgeschreven, hoe ze worden geknipt en hoe eiwitten daardoor worden gemodificeerd.
DeepMind (inmiddels van Google) wordt al bijna vijf jaar met een mengeling van ontzag en bezorgdheid bekeken binnen de genoomgemeenschap, sinds de ontwikkeling van AlphaFold2, waarmee eiwitstructuren kunnen worden ‘berekend’.
Nu is daar dus een ki-systeem bedacht die zou kunnen uitvogelen hoe DNA in elkaar steekt. Zo moest zo’n 25 jaar geleden worden geconstateerd dat slecht 2% van ‘ons’ DNA voor eiwitten codeert. De rest werd ’troep’ genoemd, maar langzamerhand komen de wetenschappersters er achter dat dat allesbehalve waar is.

Diepgaande leermodellen die functionele genoomfuncties voorspellen op basis van DNA-sequenties zijn krachtige instrumenten voor het ontcijferen van de genetische regulatiecode, schrijven de onderzoekers rond neurowetenschapper Demis Hassabis en informaticus Pushmeet Kohli.

AlphaGenome zou stukken DNA van eenmiljoen basen(paren (1 Mb) aan kunnen en duizenden functionele genomische sporen kunnen voorspellen met een nauwkeurigheid tot op een basepaar (twee bij elkaar passende DNA-‘letters’). We hebben het dan over zaken genactiviteit, transcriptie-initiatie, chromatinetoegankelijkheid (chromatine is de ‘verpakking’ van DNA), histonmodificaties (histonen zijn de eiwitten waar die ‘verpakking’ uit bestaat) en dergelijke.
AlphaGenome is gevoed met informatie van menselijke en muizengenomen. Het ki-systeem zou de concurrentie op vrijwel alle fronten (25 van de 26 evaluaties van varianteffectvoorspelling) verslaan, stellen de onderzoekers.
Zijn vermogen om tegelijkertijd varianteffecten te voorspellen over alle modaliteiten heen, geeft een nauwkeurige weergave van de mechanismen van klinisch relevante varianten in de buurt van het TAL1-oncogen (om maar wat te noemen), schrijven ze. “Om breder gebruik te vergemakkelijken, bieden we een hulpmiddel aan voor het maken van voorspellingen van genoomsporen en varianteffecten op basis van DNA-sequenties.” Het is me wat. Zouden ze er nu weer net zo ver naast zitten als (pakweg) 25 jaar geleden?

Bron: der Spiegel